体外膜肺酸素化（Extracorporeal Membrane Oxygenation, ECMO）は、心臓および呼吸不全患者の生命維持技術です。ECMOは臨床的に重要な役割を果たしていますが、その使用には医療機器関連の血栓形成リスクが伴います。血栓形成は酸素化器の血流を妨げ、ガス交換効率を低下させるだけでなく、肺塞栓や虚血性脳卒中などの重篤な合併症を引き起こす可能性があります。現在、臨床現場では主に全身性抗凝固剤（例：ヘパリン）を使用して血栓リスクを低減していますが、抗凝固療法自体にも出血やヘパリン誘発性血小板減少症などのリスクが伴います。そのため、ECMO酸素化器内の血栓形成を減少させ、より効果的な抗血栓戦略を開発する研究は、臨床的に非常に重要です。 この背景のもと、Jenny S. H...

学術的背景 化学交換飽和転移（Chemical Exchange Saturation Transfer, CEST）磁気共鳴画像（MRI）は、生体組織の詳細な分子情報を提供する先進的な非侵襲的イメージング技術です。CEST MRIは、特定の代謝物の交換可能なプロトンを選択的に飽和させ、その飽和を水分子に転移させることで、低濃度のタンパク質や代謝物の検出と定量を可能にします。CEST MRIは、神経変性疾患やがんなどの診断において大きな可能性を示していますが、データ収集時間の長さ、画像処理の複雑さ、解釈の難しさなどの技術的課題により、研究環境から臨床応用への移行が制限されています。 近年、人工知能（Artificial Intelligence, AI）は、医療画像分野での応用が広がり、特に...

学術的背景 現代の医療環境において、医学画像は疾患の診断、治療計画、健康管理において極めて重要な役割を果たしています。しかし、従来の医学画像分析手法には、過学習（overfitting）、計算コストの高さ、汎化能力の限界、ノイズ、サイズや形状の変化など、多くの課題があります。これらの課題により、医学画像の分類と検出精度が制限され、臨床意思決定の正確性と効率性に影響を与えています。 これらの課題に対処するため、研究者たちは機械学習と深層学習に基づく様々な医学画像分析手法を提案してきました。しかし、これらの手法は複雑なデータセットを扱う際に依然として限界があり、特に計算効率と分類精度の面で課題が残っています。そこで、本論文ではEPDTNet+-EM（Efficient Parallel Deep...

背景紹介 認知症は世界的な健康問題であり、患者の生活の質に深刻な影響を与え、医療システムに大きな負担をかけています。アルツハイマー病（Alzheimer’s Disease, AD）と前頭側頭型認知症（Frontotemporal Dementia, FTD）は認知症の一般的なタイプであり、その症状は重複しているため、正確な診断とターゲットを絞った治療の開発が特に困難です。早期発見と正確な診断は、認知症の効果的な管理にとって重要です。臨床評価や神経画像技術（MRI、PETスキャン）などの従来の診断方法は有効ですが、コストが高く、時間がかかり、普及が難しいです。そのため、研究者は非侵襲的でコスト効率の高い代替方法、例えば脳波（Electroencephalography, EEG）の探索を始め...

学術的背景 大腸癌（Colorectal Cancer, CRC）は、世界的に見ても最も一般的ながんの一つであり、特に50歳以上の人口においてその発症率が顕著に増加しています。早期発見と正確な診断は、患者の生存率を向上させる鍵です。しかし、従来の大腸癌スクリーニング方法、例えば大腸内視鏡検査は、医師の経験と視覚的判断に依存しており、一定の主観性と誤診のリスクが存在します。近年、人工知能（Artificial Intelligence, AI）と深層学習（Deep Learning, DL）技術が医学画像解析に応用されることで、大腸癌の自動診断に新たな可能性がもたらされています。しかし、既存のAIモデルは、画像特徴の抽出とモデルの解釈性においてまだ不十分であり、特に異なる撮影条件下の画像を扱う...